IEEE 802.11 프로토콜

IEEE 802 프로토콜

매체 접근 제어 (MAC: Media Access Control)

• 매체의 능력을 질서 있고, 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 접근 제어 방식
• 상위 프로토콜 계층에서 MAC 서비스 데이터 단위(MSDU: MAC Service Data Unit) 형태로 데이터를 수신
• LAN 송수신 매체에 대한 접근을 제어합니다.

IEEE 802 MPDU 형식

• MAC 헤더
  • MAC 제어: MAC 프로토콜의 동작에 필요한 모든 프로토콜 제어 정보를 포함
  • 목적지 MAC 주소: MPDU의 목적지 물리 주소
  • 발신지 MAC 주소: MPDU의 발신지 물리 주소
• MAC 서비스 데이터 단위: 상위 계층에서 제공된 데이터
• MAC 트레일러
  • 프레임 검사 순서(FCS: Frame Check Sequence)
  • 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check)
  • 오류-탐지 코드

송신시:

• 데이터는 MAC 프로토콜 데이터 단위(MPDU: MAC Protocol Data Unit)로 처리됩니다.
• 주소와 오류 감지 필드를 갖는 프레임으로 구성됩니다.

수신시:

• 프레임을 분해하여 주소를 인식하고 오류를 감지합니다.

논리 링크 제어

MAC와 LLC는 데이터 링크 계층에서 사용되는 프로토콜로 분류됩니다.

MAC(Medium Access Control)은 데이터 링크 계층에서 작동

• 오류검사 후 오류 프레임 제거

LLC(Logical Link Control)는 MAC 위에 위치한 부분

• 프레임의 정확한 전송을 확인
• 실패한 프레임을 재전송 및 복구

MAC와 LLC는 함께 작동하여 데이터 링크 계층에서 안정적이고 신뢰할 수 있는 데이터 전송을 보장합니다.

IEEE 802.11 네트워크 요소와 구조 모델

기본 서비스 집합(BBS: Basic Service Set)

• LAN의 최소 구성단위

• 동일한 MAC 프로토콜 수행

• 동일한 무선매체에 대한 접근경쟁

• 독립적 존재가능

• 백본 분배 시스템(DS: Distribution System)에 접근 지점(AP: Access Point)을 통해서 연결 가능

• 독립 BSS(IBSS)

  • BBS 내의 모든 지국이 AP를 통하지 않고 직접 송수신을 하는 BSS
  • 에드 혹(ad hoc) 네트워크
  • 모든 지국은 직접 송수신을 하고 AP를 사용하지 않음

분배 시스템(DS: Distribution System)

• DS는 스위치 또는 유/무선 네트워크

접속점(AP: Access Point)

• 브리지 역할

  • 동일 BSS에 속하는 지국끼리 송수신
  • 지국들 간에 직접적인 통신 불가
  • 송신 지국에서 MAC 프레임을 AP로 전송
  • AP가 목적지 지국으로 전송

• 중계 지점 역할

  • BSS 내부 지국과 원격 BSS 내부 지국 통신
  • MAC 프레임을 지역 AP로 전송
  • DS를 통해 목적지 AP로 전송
  • 해당 AP에서 목적지 지국으로 전송

지국(STA: Station)

• 각 지국은 하나의 BSS에 소속되어 있습니다.
• 각각의 지국은 다른 지국과 함께 동일한 BSS의 무선 송수신 범위 내에 존재합니다.
• 단일 지국이 물리적으로 두 개의 BSS 범위에 속할 수도 있습니다.
• 지국과 BSS 사이의 관계는 동적입니다.
• 지국은 통신 상태를 오프 상태로 설정하거나, 무선 범위에 들어와서 이동하기도 하며 나가기도 합니다.

DS 내부 메시지 분배

• 분배(Distribution) 서비스

  • MPDU를 반드시 DS를 통해 하나의 BSS에 속한 지국에서 다른 BSS에 속한 지국으로 전달할 때 사용됩니다.

• 통합(Integration) 서비스

  • IEEE 802.11 LAN에 속한 지국과 통합된 IEEE 802.x LAN에 속한 장비 간의 통신이 가능합니다.

연관 관련 서비스

• MAC 계층의 주된 목적은 MAC 장비 간에 MSDU(MAC Service Data Unit)를 전송하는 것입니다.
• 서비스 기능 작동을 위해 ESS(Essential Service Set) 내부 지국 정보가 필요합니다.
• 연관 관련 서비스가 이러한 정보를 제공합니다.
• 분배 서비스가 하나의 지국으로 송수신을 하려면 해당 지국은 반드시 연관 설정이 필요합니다.

이동성과 관련된 3 가지 전이

• 전이 없음(Seamless Roaming):

  • 해당 지국은 물리적으로 이동하지 않거나, 이동하더라도 하나의 BSS(Basic Service Set) 내부에서 통신이 가능한 범위 내에서만 이동합니다.

• BSS 전이(BSS Roaming):

  • 동일 ESS(Essential Service Set) 내에서 다른 BSS로의 지국이 이동합니다.
  • 해당 지국으로 데이터 전송을 위해서는 주소 지정 기능이 지국의 새로운 위치 파악 능력을 가져야 합니다.

• ESS 전이(ESS Roaming):

  • ESS 이동성은 하나의 ESS 안의 한 BSS에 속한 한 지국이 다른 ESS에 속한 한 BSS의 영역으로 이동하는 것을 의미합니다.
  • 지국이 이동할 가능성이 있을 때에만 이 기능을 지원합니다.

연관

• 지국과 AP 간의 초기 연관 설립:
• 지국의 ID와 주소를 파악합니다.
• 지국이 프레임 송수신을 위해 지국의 ID와 주소를 파악하려면 특정 BSS 내부의 AP와 연관을 확립합니다.
• AP는 이 정보를 ESS 내부의 다른 AP에게 전달할 수 있고, 주소를 가진 프레임을 라우팅하고 전달합니다.

재연관

• 이동 지국은 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있습니다.
  • 하나의 AP에서 확립된 연관을 다른 AP로 전달할 수 있는 기능이 있습니다.

연관 제거

• 지국 혹은 AP에서 보내는 통지로서 기존에 존재하는 연관의 종료를 나타냅니다.
• 지국이 ESS를 떠나가거나 전원을 끄기 전에 연관 종료 통지를 전송합니다.
• MAC 관리 기능은 이를 처리하고, 통지 없이 사라지는 지국에 의해 생기는 문제를 해결합니다.

부족한 점이나 잘못 된 점을 알려주시면 시정하겠습니다 :>